DCS在電廠電氣監(jiān)控中的應(yīng)用

楊 俊

（湖北省電力勘測設(shè)計院，湖北 武漢 430040）

火力發(fā)電廠已經(jīng)開始使用各項自動化技術(shù)。電廠逐漸實現(xiàn)了熱自動化，DCS監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用使電廠電氣的監(jiān)控實現(xiàn)了智能化。但是，該系統(tǒng)在使用中還存在一定的問題，本文通過分析電氣中運用DSC進行監(jiān)控的狀況，希望能夠促進電廠電氣監(jiān)控。

1 DCS的定義和主要特征

1.1 DCS的定義

DCS指的是集散控制系統(tǒng)，是在20世紀70年代研發(fā)出來的，該項技術(shù)結(jié)合了綜合控制技術(shù)、圖像顯示技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的監(jiān)控，其中央處理器就相當于一個微型的計算機。DCS通過運用計算機控制，實現(xiàn)了對電氣功能的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)空間上的集散控制，而且能夠?qū)⑿畔⒏咝У貍鬏數(shù)矫恳粋€系統(tǒng)中，實現(xiàn)了系統(tǒng)的分散化管理，從而能夠?qū)⒏鱾€系統(tǒng)上的信息進行整合，進行集中的監(jiān)測和管理。DCS在設(shè)計的過程中，實現(xiàn)了集中監(jiān)控的效果，而且各個系統(tǒng)能夠根據(jù)自身的要求進行分級管理，然后將數(shù)據(jù)匯集到總的線路中，實現(xiàn)綜合協(xié)調(diào)，這樣使系統(tǒng)能夠完成集中化的管理，又可以實現(xiàn)系統(tǒng)各自的功能，而且能夠?qū)嫶蟮臄?shù)據(jù)庫進行分類管理，運用高效的信息通信功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。DCS系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各類系統(tǒng)中，其能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)的管理，而且能夠?qū)ο到y(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控，使企業(yè)在生產(chǎn)過程中可以獲得較為豐厚的效益。

1.2 DCS系統(tǒng)的主要特征

（1）友好性

DCS系統(tǒng)的顯示比較直觀，操作者能夠方便地看到自己所需要的信息，使用流程并不復(fù)雜，而且能夠在設(shè)備運行的狀態(tài)下進行監(jiān)控。DCS系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備的運行進行控制，而且能夠形成報表和畫面，通過報表和畫面使操作者能夠更加直觀的分析設(shè)備的運行狀況，而且系統(tǒng)的兼容性比較好，通過增加其他的軟件，可以使系統(tǒng)的性能得到擴充。

（2）實時性

DCS系統(tǒng)通過人機接口，能夠快速地收集信息，對設(shè)備的運行情況進行記錄和控制，能夠更加直觀的展現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化，從而分析設(shè)備在運行中的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)對組態(tài)回路的調(diào)整，而且能夠?qū)ο到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行完善。

（3）獨立性

DCS系統(tǒng)的每一個工作站都能夠通過兼容性的接口連接，而且能夠獨立完成各自的監(jiān)控任務(wù)。DCS系統(tǒng)出現(xiàn)局部故障時，不會影響到整個系統(tǒng)的運行，能夠降低風險發(fā)生的幾率，從而能夠有效地對系統(tǒng)的負荷進行控制，使系統(tǒng)在使用中的安全性提高。

（4）靈活性

DCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較靈活，其結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)積木式，所有的軟件都按照一定的模塊來設(shè)計，都遵從一定的標準，能夠在軟件進行組態(tài)時，通過填寫表格改變系統(tǒng)的控制方法，能夠較為靈活的處理控制的方案，根據(jù)用戶的需要來改變監(jiān)控的流程和方法。

（5）協(xié)調(diào)性

DCS系統(tǒng)中各個工作站的信息都能夠相互傳遞，運用通信技術(shù)將數(shù)據(jù)及時地傳送到各個工作站，對數(shù)據(jù)進行較為及時地處理，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的全面化功能。在運用網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳遞的過程中，可以通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，從而能夠?qū)ο到y(tǒng)進行協(xié)調(diào)，各個工作站的信息通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)共享。

2 電廠中DCS的應(yīng)用及存在的缺陷

2.1 熱工自動化的應(yīng)用

發(fā)電廠在對老機組進行改造和對新機組進行調(diào)試的過程中都需要運用熱工自動化，這時就要運用DCS實現(xiàn)分散化的監(jiān)控，其能夠?qū)崿F(xiàn)對機械設(shè)備運行的監(jiān)控。通過對設(shè)備功能的分析，DCS能夠收集設(shè)備的數(shù)據(jù)，然后按照一定的順序?qū)υO(shè)備進行控制，對設(shè)備運行的狀態(tài)進行模擬，從而確保在整個系統(tǒng)中機組可以正常的運行；在機爐維護的過程中，能夠根據(jù)不同系統(tǒng)的特點控制、在熱工自動化中，能夠?qū)ε月返南到y(tǒng)進行改造和優(yōu)化，從而完善電氣監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用

DCS被廣泛應(yīng)用于電廠的電氣監(jiān)控中，它能夠?qū)⑦\行的數(shù)據(jù)記錄下來，通過反饋的方式，分析電氣設(shè)備存在的問題，通過越限報警的方式，運用直觀的畫面顯示設(shè)備的故障。然而，在實際應(yīng)用中，DCS運行的狀態(tài)一般是運用數(shù)字或者模擬信號燈的方式來展現(xiàn)的，這就導(dǎo)致其運行的信息不能完全地展現(xiàn)出來，信息不能實現(xiàn)共享。而且，電氣系統(tǒng)在運行的過程中只能以專項運行的方式，如果要使用其他的操作方式，還要重新設(shè)計開關(guān)?，F(xiàn)在，電氣系統(tǒng)中運用DCS進行監(jiān)控主要存在數(shù)據(jù)監(jiān)控的問題，DCS系統(tǒng)還沒有形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，所以，通信還不是特別穩(wěn)定，會出現(xiàn)通信中斷的問題，DCS的聯(lián)網(wǎng)自動化功能不強，在接入系統(tǒng)的過程中會存在一定的問題。

2.3 電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)中運用DCS

在電氣監(jiān)控的過程中，DCS能夠?qū)崿F(xiàn)信息的共享，使電氣的功能更加完善，運用分散式的監(jiān)控方法，實現(xiàn)自動化的監(jiān)控。

（1）電氣控制中現(xiàn)場總線的運用

現(xiàn)場總線主要是實現(xiàn)控制室和現(xiàn)場的連接，形成互動的控制，實現(xiàn)多站的連接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化的控制?，F(xiàn)在，現(xiàn)場總線與儀表連接在一起，但是，現(xiàn)場總線處在通信系統(tǒng)的末端，還不能實現(xiàn)互動的通信，而且在通信的過程中變量比較單一?，F(xiàn)場總線能夠提高通信的距離，而且數(shù)據(jù)傳輸過程抗干擾，所以，現(xiàn)場總線通信控制系統(tǒng)已經(jīng)成為DCS系統(tǒng)的一個重要分支。

（2）電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)整體的設(shè)計

軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計要實現(xiàn)對人機界面的設(shè)計，人機界面主要由在線部分和離線部分構(gòu)成。在線部分主要是對子系統(tǒng)運行進行控制，能夠傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示，而且能夠?qū)崿F(xiàn)與系統(tǒng)控制人員的互動。離線部分主要是根據(jù)系統(tǒng)提供的畫面，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的組態(tài)和配置，將系統(tǒng)要定義的界面與信息顯示出來，從而更加直觀的分析系統(tǒng)的運行狀態(tài)，通過繪制報表和截圖的方式，提供信息的實時查詢。在設(shè)計子系統(tǒng)時，要實時分析系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)各個工作站的互動，實現(xiàn)信息的共享，通過對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和處理，能夠維護各個站點的信息。設(shè)計報表管理子系統(tǒng)時，可以運用數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法，形成報表存儲數(shù)據(jù)。設(shè)計數(shù)據(jù)庫組態(tài)子系統(tǒng)時，可以先對電氣系統(tǒng)進行整體的表述，然后對電氣監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行分析，將電氣運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)記錄并保存。設(shè)計高級應(yīng)用系統(tǒng)時，可以通過此系統(tǒng)實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的連接，使數(shù)據(jù)的傳輸更加便捷。設(shè)計硬件結(jié)構(gòu)時，要將現(xiàn)場總線與電氣中的子系統(tǒng)聯(lián)系在一起，通過通信的方式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鱾€工作站中，強化對數(shù)據(jù)的管理。電氣監(jiān)控系統(tǒng)的硬件主要由前置機構(gòu)成，能夠管理現(xiàn)場總線。

3 結(jié)束語

在對電廠電氣進行控制和管理的過程中，采用DCS技術(shù)實現(xiàn)自動化的監(jiān)控，結(jié)合計算機技術(shù)和通信技術(shù)，實現(xiàn)對各個站點信息的傳遞，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享與數(shù)據(jù)的雙向傳遞，能夠完善電氣管理的自動化水平，通過反饋的方式，分析電氣設(shè)備存在的問題，通過越限報警的方式，運用直觀的畫面顯示設(shè)備的故障。

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